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存儲大廠為何紛紛擁抱CIS？

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存儲大廠為何紛紛擁抱CIS？

來源:中國電子報

CIS（CMOS圖像傳感器）正在俘獲存儲器大廠的芳心。作為全球最大的DRAM和NAND供應商，三星在年初將位于韓國華城的第11條DRAM生產線改建成CIS產線后，于近期再度傳出將部分DRAM產能轉向CIS的消息。全球第二大DRAM廠商SK海力士也在近期表示，CIS將與DRAM、NAND一起成為海力士的增長支柱，海力士將以進入第一陣營為目標，提升研發能力和生產力。
　　
　　市場、產業、工藝共同作用
　　
　　DRAM是韓國半導體大廠的主要營收來源。但是，DRAM具有產品線較為單一、市場份額集中在IDM大廠等特點，是景氣變化最明顯、價格起伏最劇烈的半導體產品之一。因而，以三星、海力士為代表的存儲大廠，一直將布局非存儲業務作為頭等要務。
　　
　　CIS之所以被存儲大廠作為非存儲業務的重要支點，是基于市場、產業、工藝等因素的綜合考量。
　　
　　從市場增長點來看，CIS需求正盛，漲勢明顯。YoleDéveloppement報告顯示，2020年CIS產業營收已經占到全球半導體產業的4.7%，相比2015年營收翻倍，年復合增長率達15.1%。芯謀研究高級分析師張彬磊向《中國電子報》記者指出，CIS已經成為三星主營業務之一，調配和擴充CIS產能，是關注到CIS需求旺盛的常規操作。海力士一直專注于存儲領域，如今在CIS市場上升期新增CIS業務，也是優化產品布局的一步好棋。
　　
　　從產業鏈條來看，隨著集成DRAM的CIS出現，CIS成為了DRAM的下游產品。麥姆斯咨詢CEO王懿向《中國電子報》指出，索尼在2017年發布了業界首款集成DRAM的三層堆疊式CIS，通過3D堆疊工藝實現DRAM與CIS集成。DRAM在CIS中充當緩存，大幅提升了CIS處理數據的速度。DRAM對于CIS影響力的提升，將提升存儲廠商入局CIS的成本和品控優勢。
　　
　　從生產工藝來看，DRAM與CIS有一定的工藝條件相似性，因而DRAM產線能較為容易地改造成CIS產線。
　　
　　“CIS和存儲工藝都需要高深寬比，因此利用DRAM設備和產線能較容易地滿足CIS生產要求，僅需增加CFA（彩色濾波陣列處理技術），并提高污染等級管控即可。目前先進DRAM產線的污染管控等級已經支持CIS的生產，對于三星和海力士等先進DRAM工廠，僅需補齊CFA就可以滿足CIS生產需求?！睆埍蚶谡f。
　　
　　CIS增長點呈現“百花齊放”態勢
　　
　　一段時期以來，手機的多攝像頭趨勢是CIS市場高速增長的主要動力。但是，智能手機出貨量放緩，且手機銷量存在淡旺季。Omdia全球第二季度智能手機出貨量數據顯示，第二季度全球出貨量前十手機廠商中，有七家廠商的出貨量同比第一季度出現負增長。如果存儲廠商希望以CIS對沖DRAM的景氣變化，單靠手機拉動，并不是一個保險的策略。
　　
　　好在CIS的增長點正在趨向多元化。王懿指出，從2020年開始，計算、汽車、安防、醫療、工業等眾多領域的CIS市場增速都超過了手機領域，呈現出“百花齊放”的局面。
　　
　　在計算領域，新冠肺炎疫情防控推動了視頻會議、居家辦公和游戲等業態的發展，進而提升了PC和平板電腦的市場需求，加上3D攝像頭和指紋識別傳感器的引入，一舉扭轉了CIS在PC市場多年下降的趨勢。
　　
　　在汽車領域，隨著ADAS及自動駕駛的推進，CIS作為感知車內外信息的重要傳感器，正迎來新一輪增長。
　　
　　在安防領域，隨著5G、AI、物聯網等技術的發展，安防監控行業正在進行“智慧”升級，為CIS注入了新的活力。
　　
　　“展望未來5年，CIS市場的復合年增長率預計為8%左右。不僅韓國存儲廠商對CIS愈加重視，國內某些DRAM廠商也有意布局CIS及新興圖像傳感器。”王懿說。
　　
　　技術創新成下半場競爭焦點
　　
　　提到CIS的市場競爭，就不得不提到長期站在市場頂端的索尼。雖然三星已經成為全球第二大CIS供應商，但在市場份額上仍然與索尼存在較大差距。可以說，索尼在CIS長期占優，是運營模式、自驅力、技術創新的共同結果。
　　
　　從模式來看，索尼作為IDM，可以縮短產品從研發到上市的時間。王懿表示，圖像傳感器需要各生產環節密切配合，才能順利研發新技術、量產新產品，IDM相比Fabless更容易處于技術領先地位。
　　
　　來自終端的驅動力，也提升了索尼在CIS產業的敏銳度。張彬磊指出，索尼是領先的終端廠商，能夠從終端角度理解CIS需求和技術趨勢，在自驅過程中建立性能優勢。
　　
　　在技術迭代方面，索尼從1996年開始開發CIS，通過不斷的技術創新引領CIS產業的發展。
　　
　　“推動CIS重大突破的技術創新主要來自背照式結構和3D堆疊式結構的發展。索尼在2009年推動感光度達到傳統產品2倍的背照式CIS商品化。2017年，索尼發布的IMX400采用3D堆疊技術，將DRAM與CIS片上集成，通過技術創新延續產品優勢。”王懿說。
　　
　　在索尼的三項優勢中，三星在IDM模式和終端自驅力方面，同樣具有優勢，這也是三星在CIS領域能夠坐二望一的原因。
　　
　　至于技術創新方面，圖像傳感器還有哪些技術點可以供三星等廠商挖掘，以挑戰索尼的龍頭地位呢？
　　
　　王懿指出，在波段范圍、成像技術、技術融合方面，CIS仍有廣泛的市場機遇。
　　
　　目前，捕捉可見光的傳統CIS已經商品化。但能捕捉近紅外光、短波紅外光等更多波段的CIS仍有增量市場。業界正積極開發近紅外、ToF、量子點紅外等新興的圖像傳感器。
　　
　　針對基于幀的傳統成像技術會產生大量數據且功耗較大，基于事件的動態視覺傳感器應運而生，為快速變化的運動場景成像提供更高的時間分辨率，降低了數據傳輸及后續處理需求，具有功耗低、動態范圍大等優勢。
　　
　　同時，為滿足AI技術的發展需求，業界正在嘗試將作為邊緣器件的圖像傳感器與AI信號處理結合，以降低延遲、保證隱私，并降低功耗和通信成本，支持物體識別、行為識別和身份驗證等新興應用的發展。

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